Trabajo de relevamiento SComm3

Sistema de adquisición de movimientos de cabeza inalámbrico


Resumen— Para los sistemas de simulación acústica virtual es fundamental sensar los movimientos de la cabeza con suma precisión a fin de determinar de qué manera se modelaran matemáticamente tales variaciones continuas en el ángulo de incidencia de las ondas sonoras simuladas. En el presente trabajo se propondrá unsistema de adquisición de movimientos de cabeza con comunicación inalámbrica cumpliendo con el estándar IEEE 802.15.1 conocido comercialmente como Bluetooth, en su versión 4.0.
Claves— acustica virtual; movimientos de cabeza; sensores; IMU; Bluetooth;
Abstract— For systems of acoustic virtual simulation is fundamental sense the movements of the head with the utmost precision in order todetermine how such be modeled mathematically continuous variations in the angle of incidence of the simulated sound waves. This paper will propose a system of acquisition of head movements with wireless communication complying with the IEEE 802.15.1 standard commercially known as Bluetooth, version 4.0.
Keywords— virtual acoustic; head movements; sensors; IMU; Bluetooth;
I. Introducción
Paralocalizar con precisión una fuente sonora en el espacio es necesario comprender que las ondas producidas por la fuente luego de viajar por el medio de transmisión y reflejarse en los objetos del entorno, arriban al oyente. Es aquí donde las ondas sufren alteraciones producidas por el torso, hombros y, especialmente, por la cabeza y el oído externo (pabellones de las orejas y conductos auditivos)antes de alcanzar los tímpanos [1]. Estas transformaciones son diferentes para cada oído y dependen del ángulo de incidencia de la onda [2]. Determinar con exactitud la posición relativa de la cabeza con sus movimientos particulares, tales como rotación, tipeo y pivoteo, conlleva a poder modelar matemáticamente con mayor precisión la posible alteración de la onda sonora en esa posición al momento desu simulación, permitiendo percibirla con un mejor grado de realismo.
En el marco de la elaboración de un trabajo de divulgación para una propuesta de aplicación de un sistema de comunicación inalámbrico para su evaluación por los docentes de la cátedra de Sistemas de Comunicaciones 3 (SComm3), se detallará un Sistema de adquisición de Movimientos relativos a la Cabeza inalámbrico.
Para esto,en la Sección II plantearemos la síntesis de la problemática, comenzando por qué es un sistema de realidad acústica virtual, nos centraremos en la relevancia de los movimientos de cabeza para estos sistemas y finalizaremos con el problema a abordar. En la Sección III se dará la propuesta de solución de índole inalámbrica. La Sección IV justificará el sistema de comunicación inalámbrico a utilizar,desde que protocolo sería el óptimo hasta la alternativa de módulos a utilizar. Finalmente en la Seccion V se determinará el modulo seleccionado para la aplicación.
II. Sintesis de la problematica
A. El Sistema de Realidad Acustica Virtual
Un sistema de realidad acústica virtual (AVRS, en ingles) permite simular entornos acústicos cerrados con el propósito de producir en el usuario la sensaciónde inmersión en dicho entorno. Para lograr una convincente ilusión en tres dimensiones, el sistema debe ser capaz de responder a los cambios de escenarios que se producen por la acción del usuario en un tiempo y con una velocidad de actualización que garantice una continuidad perceptual aceptable. Para alcanzar este objetivo se necesitan modelar tres subsistemas: la fuente sonora, el recinto y elmedio de propagación, y el oyente [3].
Desde el Centro de Investigación y Transferencia en Acústica (CINTRA) se implementó un Sistema de Realidad Acústica Virtual como parte de tesis de doctorado del Dr. Fabián Tommasini en 2012, siendo uno de los pocos proyectos de código abierto (open-source) que tiene como objetivo la auralización dinámica e interactiva en tiempo real. Los resultados...